P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 09/09/02
Nome:
Nº de Matrícula:
Assinatura:
Questão
Turma:
Gabarito
Valor
a
2,0
2a
2,0
3a
2,0
4a
2,0
5a
2,0
Total
10,0
1
Grau
Revisão
Constante dos gases: R = 0,082 atm.L.mol-1K-1
T(K) = t (oC) + 273,15
1 dm3 = 1 L
Densidade de água: d = 1,0g. mL-1
ATENÇÃO: Só terão direito à revisão as provas feitas com tinta.
a
1 Questão:
Um pequeno pedaço de zinco, Zn(s), é totalmente dissolvido em 50,00 mL de uma solução 1,035
-1
mol.L de HCI (aq.).
Zn(s) + 2 HCI(aq.) → ZnCI2(aq.) + H2(g)
-1
Quando a reação termina, a concentração de HCI (aq.) nos 50,00 mL de solução é 0,812 mol.L .
Qual a massa do pedaço de zinco dissolvido?
Resolução:
(1,035 mol.L-1 x 50 x 10-3 L) mol HCl = 5,175 x 10-2mol HCl (inicial)
(0,812 mol.L-1 x 50 x 10-3 L) mol HCl = 4,060 x 10-2 mol HCl (final)
∆n = 1,115 x 10-2 mol
Relação Molar
1 Zn  2 HCl
x
 1,115 x 10-2
no moles Zn = 5,58 x 10-3
m = 5,58 x 10-3 x 65,38 = 0,3624 g
a
2 Questão:
Na área metropolitana de uma grande cidade, pode-se ter 100.000 automóveis percorrendo uma
-1
-1
distância média de 32 km dia A emissão de CO pelos motores dos carros é de 4,4 g.km .
a) Supondo que todos os carros atinjam este padrão de emissão, quantos quilogramas de CO são
emitidos por dia?
-7
-1
b 1) A concentração de CO máxima permitida é de 4,0 x 10 mol.L . Supondo um volume de ar de
3
5000 km para a área metropolitana, verifique se a emissão diária de CO excede este nível.
b 2) considere que a composição do ar atmosférico comum é: 78% N2, 21% O2, 0,30% CO2 e
0,70% Ar em volume. Qual será a pressão parcial do CO emitido, num dia em que a pressão
atmosférica é de 752 mmHg e, a temperatura, 27°C?
Resolução:
a)
mco por km = 4,4 g
mco por 32 km = 140,8 g CO por carro
100.000 carros: 140,8 x 105 = 1,408 x 107 g CO por dia
ou 1,408 x 104 kg CO por dia
b 1)
1,408 x 10-7 g CO e 5,0 x 1015 L ar
1,408 x 10 7
moles CO e 5,03 x 1015 L ar
28
= 5,02 x 105 moles CO em 5,03 x 1015 L ar
→ 1,0 x 10-10 moles CO por L ar
b 2) χ (N2) = 0,78
χ (O2) = 0,21
χ(CO2) = 0,003
χ (Ar) = 0,007
752
n (N2) =
x 5,0 x 1015
760
x 0,78 = 1,57 x 1014
0,082 x 300
n (O2) = 2,011 x 1014 x 0,21 = 4,22 x 1013
n (CO2) = 2,011 x 1014 x 0,003 = 6,03 x 1011
n (Ar) = 2,011 x 1014 x 0,007 = 1,41 x 1012
752
Obs.:
x 5,0 x 1015
760
= 2,011 x 1014 = n total
0,082 x 300
n O2 + n N2 + n CO2 + n Ar = 2,011 x 10-14 ≈ 2,01 x 10-14
A quantidade de CO não altera apreciavelmente o no de moles total, porque: ntotal + nCO =
2,01 x 1014 + 5x 10-5 ≈ 2,01 x 10-14
Fração molar do CO =
n CO
n total
=
5,02 x 10 5
= ≈ 2,5 x 10-9
14
2,01 x 10
Pressão parcial do CO = 752 x 2,5 x 10-9 = ≈ 1,88 x 10-6 mm Hg.
a
3 Questão:
O oxigênio encontra-se dissolvido na água em quantidades muito pequenas. Este fato é importante
porque muitos microorganismos utilizam este oxigênio para converter substâncias orgânicas
presentes na água em compostos mais simples. A solubilidade do oxigênio em água a 20°C, é de
-4
4,34 x 10 g /100g de água.
Pergunta-se:
-1
-1
a) Calcule o valor da constante de Henry (kH) em mol.L .atm , para o oxigênio na água quando a
pressão atmosférica é 1,0 atm, admitindo-se a percentagem de oxigênio no ar como 21% em
volume.
b) A água do mar apresenta maior ou menor pressão de vapor do que uma água pura e cristalina.
Explique.
Resolução:
a)
S = kH.P (1)
P atm = 1 atm
logo
Pressão parcial do O2 = 0,21 atm
4,34 x 10-4 g O2 / 100 g água ≡ 1,36 x 10-5 mol O2 / 100mL H2O
logo: 1,36 x 10-4 mol O2 em 1 L água
Pela equação (1) tem-se: 1,36 x 10-4 = kH. 0,21
logo: kH = 6,46 x 10-4 mol. L-1 atm-1
b)
Menor. Porque na água do mar há sais dissolvidos, principalmente NaCl, e,
pela lei de Raoult, Pliq(na solução). = χliq na solução..P0liq. puro
Isto é : a pressão de vapor de água do mar, é o produto de pressão de vapor da
água pura, pela fração molar da água na água do mar.
a
4 Questão:
Os maçaricos funcionam pela reação de combustão do acetileno, C2H2(g),com o oxigênio do ar.
C2H2(g) +
5 2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(l)
O acetileno é produzido pela reação do carbeto de cálcio, CaC2(s), com água.
CaC2(s) + 2 H2O(l) → C2H2(g) + Ca(OH)2(s)
a) Qual o volume de CO2(g) obtido quando 2,0 kg de carbeto de cálcio, CaC2, com 90% de pureza
reagem com excesso de água a 27 °C e 760 mmHg.
b) Determine o reagente limitante e o volume de C2H2(g) que será obtido pela reação de 5,00 g
CaC2 com 100mL de água nas mesmas condições do item a.
Resolução:
a)
2,0 kg de CaC2 com 90 % ≡ 1,8 kg CaC2 puro
Massa Molar do CaC2 = 64
1,8 kg ≅ 28,1 mol CaC2
Relação estequiométrica 1 mol CaC2 : 1 mol C2H2
Logo: são produzidos 28,1 mol C2H2(g)
1 mol C2H2(g): 2 mol CO2(g)
Logo 56,2 mol CO2 (g)
PV = n.R.T
1,V = 56,2 x 0,082 x 300
V = 1,38 x 103 L
b)
1 mol C2H2 : 2 moles H2O : 1 mol C2H2
5,0 g CaC2 ≡ 7,8 x 10-2 mol.
90% de pureza → 0,9 x 7,8 x 10-2 = 7,03 x 10-2 mol.
100 mL água = 100 g água = 5,6 moles
Reagente limitante é o CaC2
no de moles C2H2 : 7,03 x 10-2
V = 7,03 x 10-2 x 0,082 x 300 = 1,73 mL
a
5 Questão:
A explosão da nitroglicerina, C3H5(NO3)3 (l), ocorre segundo a reação:
4 C3H5(NO3)3 (l) → 12 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g)+ O2(g)
A temperatura dos gases no momento da explosão é de 3.360 °C.
Qual a pressão exercida quando 5,0 g de nitroglicerina explodem em um cilindro com capacidade
de 1,0 L?
Resolução:
a) 4 moles nitroglicerina : 29 moles gases
5,0 g nitroglicerina ≡ 2,2 x 10-2 mol
2,2 x 10-2  x
4
 29
n = 0,16 moles de gases
P = 0,16 x 0,082 x 3633 = 47,66 atm